JPH01311997A - Fixed position holding and controlling device for airship - Google Patents
Fixed position holding and controlling device for airshipInfo
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- JPH01311997A JPH01311997A JP63144955A JP14495588A JPH01311997A JP H01311997 A JPH01311997 A JP H01311997A JP 63144955 A JP63144955 A JP 63144955A JP 14495588 A JP14495588 A JP 14495588A JP H01311997 A JPH01311997 A JP H01311997A
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Landscapes
- Control Of Position, Course, Altitude, Or Attitude Of Moving Bodies (AREA)
Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は飛行船を定位置に復帰し、保持するための定位
置保持制御装置に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a position control device for returning and holding an airship to a position.
飛行船は推進手段としてグロイラなどを用いたスラスタ
を備えている。すなわち、第6図で示すように飛行船1
の下部にスラスタ2とスラスタ駆動手段3を装着してお
り、スラスタ駆動手段3によりスラスタ2を駆動し、ス
ラスタ2の駆動で得られる推力により飛行船1の運動を
コントロールしている。The airship is equipped with a thruster using Gloira as a means of propulsion. That is, as shown in FIG.
A thruster 2 and a thruster driving means 3 are attached to the lower part of the airship, the thruster 2 is driven by the thruster driving means 3, and the motion of the airship 1 is controlled by the thrust obtained by driving the thruster 2.
そして、飛行船の多くは複数のスラスタを備えている。And many airships are equipped with multiple thrusters.
しかして、飛行船はその用途上単に推進するだけでなく
、ある定位置に静止していることが要求されることが多
い。このため、飛行船に対してはある定位置に静止して
いる時に、風によシ流されて定位置から外れた場合でも
迅速且つ正確に定点に復帰し、常に定点位置に静止保持
していることが必要となる。Therefore, in many cases, airships are required not only to be propelled, but also to remain stationary in a fixed position. For this reason, when an airship is stationary at a fixed position, even if it is blown away by the wind, it quickly and accurately returns to the fixed point, and always remains stationary at the fixed point. This is necessary.
しかしながら従来の飛行船においては、飛行船を定位置
に復帰し保持するための充分な定位置保持制御装置が装
備されておらず、このため従来の定位置保持制御装置で
は飛行船を常に定点に保持するようにスラスタを効率良
く駆動させることが難しく、定位置から外れた飛行船を
迅速且つ正確に定位置に復帰させて保持させることが困
難であった0
本発明は前記事情に基づいてなされたもので、飛行船を
常に定位置に保持できるように効率良くスラスタを駆動
でき、優れた定位置保持機能を備えた飛行船の定位置保
持制御装置を提供することを目的とする。However, conventional airships are not equipped with a sufficient position control device to return and hold the airship in a fixed position. It is difficult to drive the thrusters efficiently when the airship is out of position, and it is difficult to quickly and accurately return and hold an airship that has deviated from its normal position.The present invention was made based on the above-mentioned circumstances. It is an object of the present invention to provide a fixed position control device for an airship, which can efficiently drive a thruster so as to always hold the airship in a fixed position, and has an excellent fixed position holding function.
前記目的を達成するために本発明による飛行船の定位置
保持制御装置は、運転用の複数のスラスタを備えた飛行
船において、第1図で示すように飛行船の位置および角
度を検出する手段11と、飛行船の位置および角度を設
定する手段12と。In order to achieve the above object, the airship fixed position control device according to the present invention includes means 11 for detecting the position and angle of the airship, as shown in FIG. 1, in an airship equipped with a plurality of operational thrusters; means 12 for setting the position and angle of the airship;
検出された飛行船の位置および角度と予じめ設定した飛
行船の位置および角度とを比較し、この比較結果に基づ
いて飛行船を定位置に復帰し保持するために必要な力お
よびモーメントを演算する手段13と、この手段13か
らの信号を受けて複数のスラスタ16を駆動するため複
数のスラスタ駆動手段15に対して最適に配分した駆動
指令信号を出力する手段14とを具備することを特徴と
するものである。Means for comparing the detected position and angle of the airship with a preset position and angle of the airship, and calculating the force and moment necessary to return and hold the airship in its normal position based on the comparison result. 13, and means 14 for receiving a signal from this means 13 and outputting a drive command signal optimally distributed to a plurality of thruster drive means 15 in order to drive a plurality of thrusters 16. It is something.
本発明の定位置保持制御装置の構成について説明を加え
る。具体的にはこの制御装置は、飛行船の位置座標(x
、y、z)を検出する位置検出器と、保持したい定位置
座標設定値(X、 、 Yp。An explanation will be added regarding the configuration of the fixed position holding control device of the present invention. Specifically, this control device controls the airship's position coordinates (x
, y, z), and a fixed position coordinate setting value (X, , Yp) that you want to maintain.
Z、)e出力する定位置設定器と、上記位置検出器から
の位置信号(x、y、z)と上記定位置設定器からの定
位置設定値信号(X、、Y、、Z、)との偏差(ΔX、
ΔY、Δ2)を演算する加減算器と、飛行船の角度(ピ
ッチ角θ、ロール角φ、ヨー角ψ〕を検出する角度検出
器と、角度設定を行う角度信号設定値(θ1.φp、ψ
、)を出力する角度信号設定器と、上記角度検出器から
の角度信号(θ、φ。Z, ) e A fixed position setter that outputs a position signal (x, y, z) from the above position detector, and a fixed position setting value signal (X, , Y, , Z,) from the above fixed position setter. Deviation from (ΔX,
ΔY, Δ2), an angle detector that detects the angle of the airship (pitch angle θ, roll angle φ, yaw angle ψ), and angle signal setting values (θ1.φp, ψ) that set the angle.
, ), and an angle signal (θ, φ.) from the angle detector.
ψ)と上記角度信号設定器からの角度設定値信号(θp
Iφp、ψp)との偏差(Δθ、Δφ、Δψ)を演算す
る加減算器とを備えており、さらに上記位置偏差信号と
上記角度偏差信号を受けて、飛行船を定位置に復帰し保
持するために必要な力(Forc。ψ) and the angle setting value signal (θp) from the angle signal setting device above.
It is equipped with an adder/subtractor that calculates the deviation (Δθ, Δφ, Δψ) from the above (Iφp, ψp), and further includes an adder/subtractor that calculates the deviation (Δθ, Δφ, Δψ) from Necessary force (Forc.
コマンド)トモーメント(Momentコマンド)全演
算する制御波″算器を備えている。It is equipped with a control wave calculator that performs all calculations for command) and moment (Moment command).
ここで、制御演算器によるForceコマンド(Fxc
p Fyc * Fzc )とMomentコマンド
(M(*Nc + Rc)の算出法は様々なものが考
えられるが、−例として次に説明する演算アルゴリズム
が挙げられる。Here, the Force command (Fxc
There are various possible calculation methods for p Fyc * Fzc ) and the Moment command (M(*Nc + Rc), but an example is the calculation algorithm described below.
Δx=x−xp ・・・(1)
ΔY=Y−Y、 ・・・(
2)Δz=z−z、 ・・
・(3)FXC=KzpJX+KzpΔX+KxtfΔ
Xαt ・(4)F’yc =KYDΔ;+KYP
ΔY+KyfJΔYαt ・(5)FZC=KZD
ΔZ+KzpΔZ+Kz!fΔ2αt −(6)・
二微分
(Kxn * Kyo + Kzo):微分子イン(K
xp * Kyp + Kzp ) :比例ゲイン(K
XX+ KYI + KZI ) :積分ゲインΔψ=
ψ−ψP ・・・(7)Δθ
=θ−θp =−(8)
Δφ=φ−φP 山(9)NC
”KNDΔδ十KN、Δθ十KN中θαt −惜RC
”KRDΔδ+KR,Δφ+KR中φαt ・・・(
6)・:微分(KMDIKND#KRD) ”微分ゲイ
ン(KMpsKNp、Kap) :比例ケ0イン(KM
r+KNXpKRt) :積分ゲインさらに、上記制御
演算器からの出力を受けて、複数個のスラスタのスラス
タ駆動手段への駆動指令信号を、!&小パワー〔エネル
ギー〕で定位置保持制御を行うべく各スラスタの推力配
分を定めるスラスタ制御指令最適配分器を備えている。Δx=x−xp (1)
ΔY=Y−Y, ...(
2) Δz=z−z, ・・
・(3) FXC=KzpJX+KzpΔX+KxtfΔ
Xαt ・(4)F'yc =KYDΔ;+KYP
ΔY+KyfJΔYαt ・(5) FZC=KZD
ΔZ+KzpΔZ+Kz! fΔ2αt −(6)・
Two differentials (Kxn * Kyo + Kzo): Micromolecule in (K
xp * Kyp + Kzp ): Proportional gain (K
XX+KYI+KZI): Integral gain Δψ=
ψ−ψP ... (7) Δθ
=θ−θp=−(8)
Δφ=φ−φP Mountain (9) NC
”KNDΔδ10KN, Δθ10KN θαt − RC
”KRDΔδ+KR, Δφ+KR φαt...(
6)・: Differential (KMDIKND#KRD) "Differential gain (KMpsKNp, Kap): Proportional gain (KM
r+KNXpKRt) : Integral gain Furthermore, in response to the output from the control calculator, a drive command signal is sent to the thruster drive means of the plurality of thrusters. &Equipped with a thruster control command optimum distributor that determines the thrust distribution of each thruster in order to perform fixed position holding control with small power (energy).
このスラスタ制御指令最適配分器の配分アルゴリズムは
、風等の外部擾乱によって生じた定位置からの飛行船の
位置ずれを補正して飛行船を定位置に復帰するのに必要
なForceコマンド(FxctFy(、FZC) 、
Momentコマンド(Mc p NO、RC)に対
して、複数個のスラスタによる全推力パワーを最小にす
る最適問題として導かれる。すなわち、評価関数は、
l:1番目のスラスタ nニスラスタの個数であり、
Jを最小化する問題を解く。The distribution algorithm of this thruster control command optimal distributor uses the Force command (FxctFy(, FZC ),
For the Moment command (Mc p NO, RC), it is derived as an optimization problem that minimizes the total thrust power from multiple thrusters. That is, the evaluation function is: l: 1st thruster n number of thrusters,
Solve the problem of minimizing J.
ここで
Fi=)’xt +FyI+Fzl
−・−Q4Fmlニスラスタlの最大スラスタ容量ス
ラスタ推力は、次の等式を満たさなければならない。(
拘束条件〕
力の等式条件 ” g、 FXI F’xc ”’
0 ””αうΣFzlFzc = O・・・0
−n
i=1
モーメントの等式条件:
但しs FXi + Fyi + Fzlは0≦F別≦
Fml ・・・(ハ)O≦
FYi≦Fml ・・・(イ
)0≦Fzi≦Fml ”
l’1ここで
F’XC+ FYl +Fzl≦Fml
’・・(ハ)(txi、tyi+tzl) :飛行
船重心GからスラスpHまでの位置座標
上記の最適問題を解くために、上記第(ハ)〜に)式の
不等式条件を次の等式条件に置き換える。Here Fi=)'xt +FyI+Fzl
-・- The maximum thruster capacity thruster thrust of the Q4Fml Ni thruster l must satisfy the following equation. (
Constraint conditions] Force equality condition ``g, FXI F'xc '''
0 ””αUΣFzlFzc = O...0
-n i=1 Moment equality condition: However, s FXi + Fyi + Fzl is 0≦by F≦
Fml...(c)O≦
FYi≦Fml ... (I) 0≦Fzi≦Fml”
l'1 Here F'XC+ FYl +Fzl≦Fml
'... (c) (txi, tyi + tzl): Position coordinates from the airship's center of gravity G to the thrust pH In order to solve the above optimal problem, the inequality condition in equation (c) ~) above is changed to the following equality condition. replace.
Fxl+xzl−Fmi ”・(
ハ)FYl+xYi−Fml ・
++ HFZi+xZl−Fml
−fi第(ハ)〜(財)式よシ
FXi=Fmi XXI ゛”A
FYI−Fml−”Yl ”’
翰FZi=Fmi Xzl °−
fi第翰〜(ト)式を第(至)〜…式に代入すると、こ
こでhl (1−1〜6)を次のように定義する。Fxl+xzl-Fmi ”・(
C) FYl+xYi-Fml ・
++ HFZi+xZl-Fml
-fi th (c) ~ (goods) formula shiFXi=Fmi XXI ゛”A
FYI-Fml-"Yl"'
翰FZi=Fmi Xzl °−
By substituting the fi-th to (g) expressions into the fi-th to... expressions, hl (1-1 to 6) is defined as follows.
hl−far CFm1−Xxl)−Fxc
・・・6望1=1
λ1(t−t〜6)をラグランシュ乗数として新たに評
価関数を次のように設定する。hl-far CFm1-Xxl)-Fxc
... 6 Desired 1=1 A new evaluation function is set as follows using λ1 (t-t~6) as a Lagranche multiplier.
J′掌J+Σλtht ・・・(
至)1=1
J′を最小とするための必要条件は
」グ5
aXZl(i=1.2.−、N) −〇””])aJ’
1
a、、、”F、訂(Fml xzl)−’1+λ4”
Yi−λ5tzl−O・・・−δJ’ 1
一=−(Fml−xyl)−λ2−λ4tXl+λ6t
zi=0 −eLlaxYIFml
−四−’ (Fzl−Xzl)−λ3+λ5”Xi−λ
6’7i=0 ・・・■δXzi Fml
第(ハ)〜(支)式を上記第(6)〜使式に代入する。J'palm J+Σλth...(
) 1=1 The necessary condition to minimize J′ is 5 aXZl(i=1.2.-, N) −〇””])aJ'
1 a..."F, correction (Fml xzl)-'1+λ4"
Yi-λ5tzl-O...-δJ' 1 =-(Fml-xyl)-λ2-λ4tXl+λ6t
zi=0 −eLlaxYIFml −4−′ (Fzl−Xzl)−λ3+λ5”Xi−λ
6'7i=0...■δXzi Fml Substitute equations (c) to (sub) to the above equations (6) to envoy.
FXl冨(−λ1+λ4tyl−λstzt)Fmt
””FYl−(−λ2−
λ4tXi+λ6tzt)Fmt
−HFzl=(−λ3+λ5tX i−λ6tyt)
F’mt °Xしたがって、ラグランシュ
乗数λ1(1−1〜6)は第(9)〜Uカ式を第(至)
〜(1)式なる等式条件に代入して求めた次の連立方程
式を解いて求められる。FXl wealth (-λ1+λ4tyl-λstzt)Fmt
""FYl-(-λ2-
λ4tXi+λ6tzt)Fmt
-HFzl=(-λ3+λ5tX i-λ6tyt)
F'mt °X Therefore, the Lagranche multiplier λ1 (1-1 to 6) is
It is obtained by solving the following simultaneous equations, which are obtained by substituting into the equation conditions of ~(1).
−ΣFmlλ1+ΣtYiFmlλじΣtZiFmiλ
s−F’xc ・144i=1 1=
1 1=1−ΣFn+jλ5+ΣtXi
Fmlλ5−ΣtYiFmlλ6”FzC−(ni=1
i=1 1=1
+(ΣtyitztFmt)λ5+(ΣtzltxlF
ml>λ6=Mc・・・t51)!=1 1
=1
−(1: (tz’1+tx”t)Fm1)λ5+(Σ
txttytF’mt)λ6=Nc°IDJl=1
l=1
”22
+(Σ7−xttytFmi)λ5−(Σ(ty i+
4c) Fm i )λ6=Rc゛M1=1
1=1
ラグランジェ乗数λ1O=1〜6)は囮〜帛式を解いて
求められる。解法は第一〜Q式をマトリックス形で表し
、6荀のマトリ、クス方程式を解いて求める。−ΣFmlλ1+ΣtYiFmlλjiΣtZiFmiλ
s-F'xc ・144i=1 1=
1 1=1−ΣFn+jλ5+ΣtXi
Fmlλ5−ΣtYiFmlλ6”FzC−(ni=1
i=1 1=1 + (ΣtyitztFmt)λ5+(ΣtzltxlF
ml>λ6=Mc...t51)! =1 1
=1 - (1: (tz'1+tx"t)Fm1)λ5+(Σ
txttytF'mt)λ6=Nc°IDJl=1
l=1 ”22 + (Σ7−xttytFmi)λ5−(Σ(ty i+
4c) Fm i )λ6=Rc゛M1=1
1=1 The Lagrange multiplier λ1O=1 to 6) can be found by solving the decoy to decoy equation. The solution method is to express the first to Q equations in matrix form and solve the six matrix and Kuss equations.
A λ = B
・・・ (財)
・・・ 助
評価関数を最小とするFXi IFY、 IFzlは第
541−57)式、第(ト)〜αη式により得られる。A λ = B... (Goods)... FXi IFY, IFzl that minimizes the auxiliary evaluation function is obtained by formulas 541-57) and formulas (g) to αη.
すなわち、定位置保持のために要求されるX。That is, the X required to hold the position in place.
y、z軸方向全推力を得るためのForceコマンドF
r0.FYc、F1aとMom@ntコマンドM、 I
No、Rcとにより第54)〜6η式のマトリ、クスを
解いてラグランS)ユ乗数λ1(t−1〜6)を決定し
、−〜αη弐によシ各スラスタの推力配分を求める。す
なわち、各スラスタの推力配分は
FxI=(−λ1+λ4tYl−λ5tzl)Fyy1
4Fyl=(−λ2−λ4tXi+λbtz t )
Fm tFz t−(−λ5+λ5tXi−λdLYl
)Fml(1=1〜n)
1:li目のスラスタ、nニスラスタ個数(F)(1、
pY、 、Fzl):機体座標系(x * Y + Z
) 上T:ノ各ススラスタのX方向、X方向。Force command F to obtain total thrust in the y and z axis directions
r0. FYc, F1a and Mom@nt commands M, I
No. and Rc, solve the matrices of formulas 54) to 6η to determine the Raglan S) multiplier λ1 (t-1 to 6), and calculate the thrust force distribution of each thruster from - to αη. That is, the thrust distribution of each thruster is FxI = (-λ1 + λ4tYl - λ5tzl) Fyy1
4Fyl=(−λ2−λ4tXi+λbtz t )
Fm tFz t-(-λ5+λ5tXi-λdLYl
)Fml (1=1~n) 1: lith thruster, nth thruster number (F) (1,
pY, , Fzl): Aircraft coordinate system (x * Y + Z
) Upper T: X direction of each thruster, X direction.
2方向のスラスタ力配分値
このようにしてスラスタ制御指令信号最適配分器は、各
スラスタの最大容量内で、定位置に復帰するために必要
な制御量を最小パワー(エネルギー)で実現するだめの
各スラスタへの最適なスラスタ推力配分を定め、各スラ
スタへの制御指令信号をつくシ、このスラスタ制御指令
信号を上記各スラスタ駆動手段に出力するものである。Thruster force distribution value in two directions In this way, the thruster control command signal optimal distributor calculates the amount of control required to return to the home position with the minimum power (energy) within the maximum capacity of each thruster. The optimum thruster thrust distribution to each thruster is determined, a control command signal is generated for each thruster, and this thruster control command signal is output to each thruster driving means.
このような構成によシ、制御演算器において。 With such a configuration, in the control computing unit.
位置設定値と位置検出値との偏差、および角度設定値お
よび角度検出器との偏差に対して位置ずれ偏差および角
度ずれ偏差を補正し、飛行船を定位置に保持するために
、要求される制御量を演算し、さらに指令信号最適配分
器において、制御演算器で算出した制御tを、複数のス
ラスタにて最小パワー(エネルギー)で且つ各スラスタ
の最大容量内で実現すべく、複数のスラスタの推力およ
びその方向の配分を定めた指令信号を出力して各スラス
タ駆動手段を駆動し、飛行船を定位置に保持するように
スラスタの運動を制御する。Control required to maintain the airship in a fixed position by correcting positional and angular deviations for deviations between the position set value and detected position value, as well as between the angle set value and the angle detector. Then, the command signal optimal distributor calculates the control t calculated by the control calculator, and calculates the control value of the multiple thrusters in order to achieve the control t calculated by the control calculator with the minimum power (energy) of the multiple thrusters and within the maximum capacity of each thruster. A command signal defining the distribution of thrust force and its direction is outputted to drive each thruster drive means, and the movement of the thrusters is controlled so as to hold the airship in a fixed position.
以下本発明を図面で示す実施例について説明する。 Embodiments of the present invention illustrated in the drawings will be described below.
まず1本発明の定位置保持制御装置のシステム構成を第
2図を参照して説明する。First, the system configuration of the fixed position holding control device of the present invention will be explained with reference to FIG.
飛行船の位置座標(x、y、z)を検出する位置検出器
2ノと、保持したい定点位置座標設定値(X、、Y、、
Z、 )を出力する定位置設定器22と、上記位置検出
器2ノからの位置信号(x、y、z )と上記定位置設
定器22からの定位置設定値信号(X、tY、、Zp)
との偏差(ΔX9ΔY、Δ2)を演算する加減算器23
と、飛行船の角度(ピッチ角θ、0−ル角φ、ヨー角ψ
)を検出する角度検出器24と、角度設定を行う角度信
号設定値(θ1.φ1.ψ、)を出力する角度信号設定
器25と、上記角度検出器24からの角度信号(θ、φ
、ψ)と上記角度信号設定器25からの角度設定値信号
(θ1.す、ψ、)との偏差(Δθ、Δφ、Δψ)を演
算する加減算器26とが設けられ、上記位置偏差信号を
受けて、比例演算器27、積分演算器28.微分演算器
29により定位置復帰保持に必要なF’orcoコマン
ド(Fxc+Fyc+F’zc )をつくる。このF’
orcoコマンドを作成するためには例えば前述の演算
法を用いる。また、上記角度偏差信号を受けて、比例演
算器30.積分演算器3ノ、微分演算器32によシ、M
ono n tコマ7ド(M(eN(*Rc )をつく
る。このMomentコマンドを作成するためには例え
ば前述の演算法を用いる。2 position detectors that detect the airship's position coordinates (x, y, z) and fixed point position coordinate settings that you want to maintain (X, , Y, ,
Z, Zp)
an adder/subtractor 23 that calculates the deviation (ΔX9ΔY, Δ2) from the
and the angle of the airship (pitch angle θ, zero angle φ, yaw angle ψ
), an angle signal setter 25 that outputs the angle signal setting value (θ1.φ1.ψ,) for setting the angle, and an angle signal setting device 25 that outputs the angle signal setting value (θ, φ, ) from the angle detector 24.
, ψ) and the angle setting value signal (θ1.su, ψ,) from the angle signal setter 25 (Δθ, Δφ, Δψ). Then, the proportional calculator 27, the integral calculator 28. The differential calculator 29 generates an F'orco command (Fxc+Fyc+F'zc) necessary for returning to and maintaining the normal position. This F'
For example, the above-mentioned calculation method is used to create the orco command. Further, in response to the angular deviation signal, the proportional calculator 30. Integral calculator 3, differential calculator 32, M
Create an onon t command 7 (M(eN(*Rc)). To create this Moment command, for example, the above-mentioned calculation method is used.
上記のForesコマンドe Mom@ntコマンドヲ
受ケて、スラスタ制御指令配分器23によシ複数個(n
個)のスラスタ16のスラスタ駆動手段15への最小・
母ワー(エネルギー)で定位置保持が可能なスラスタ推
力配分を定める。この場合の演算は例えば前述の方法を
用いる。以上によって求められた各スラスタノロへの推
力配分を定めた信号を受けて、スラスタ駆動手段ノ5に
よってスラスタ16を駆動して飛行船の定位置復帰保持
を行う。Upon receiving the above Fores command e Mom@nt command, the thruster control command distributor 23 sends a plurality of commands (n
of the thrusters 16 to the thruster drive means 15.
Determine the thruster thrust distribution that can maintain a fixed position using the mother power (energy). The calculation in this case uses, for example, the method described above. In response to the signal determining the thrust distribution to each thruster as determined above, the thruster 16 is driven by the thruster driving means 5 to return and maintain the airship in its home position.
次に本発明の定位置制御装置を飛行船の定位置保持制御
に適用した一例を第3因ないし第5図について説明する
。Next, an example in which the fixed position control device of the present invention is applied to fixed position maintenance control of an airship will be explained with reference to factors 3 to 5.
第3図は飛行船の一例を示しておシ、飛行船1の両方の
側面部および後部の合計3箇所にスラスた2に、2B、
2Cを装着しである。飛行船Jの機体軸はx、yおよび
!である。この例ではy軸まわシに回転するスラスタを
考える。Figure 3 shows an example of an airship.
It is equipped with 2C. Airship J's body axes are x, y, and! It is. In this example, consider a thruster rotating around the y-axis.
第4図は飛行船Jが初期の定位置Pに静止していた状態
Jから、上方から正面向風を受けて流されていく状態2
の変化を示したものである。Figure 4 shows a state 2 in which the airship J moves from a state J in which it is stationary at an initial fixed position P to a state 2 in which it is swept away by a head-on wind from above.
This shows the changes in
第5図(a)〜(1)はこのような飛行船1の状態変化
に対応して定位置保持制御装置が飛行船Jの運動を制御
する一例を示す線図である。すなわち、第5図は飛行船
Jが正面の向風(向って上30°方向。FIGS. 5(a) to 5(1) are diagrams showing an example of how the fixed position control device controls the movement of the airship J in response to such changes in the state of the airship 1. In other words, in Figure 5, airship J is facing a headwind (30 degrees above).
風速10rr4/5ec)を受けた場合に本発明の定位
置保持制御装置を用いることによって定位蓋に復帰保持
することを示したものである。飛行船Jは初期に定点(
x、z)=(o、o)に静止していたものとする。定点
設定を(0,0)、また飛行船Jが風の方向を同いて復
帰保持するようにピッチ角度設定を一30°とした。こ
の例では、正面向風を受けるので、飛行船Jの航行中Y
座標は常に定位置座標を保ち続ける。例えばY−0であ
る。また、角度設定を一30°としであるので、飛行船
1は風の方向を向いて定位置を保持する。第5図(hH
i)で示すX座標およびy座標によシ明らかなように風
速10m/秒の強風を継続的に受は続ける場合でも、飛
行船Jは設定の位置に設定角度で復帰保持できる。This figure shows that when the lid is exposed to a wind velocity of 10rr4/5ec, the positioning lid can be returned and held by using the positioning control device of the present invention. Airship J was initially set at a fixed point (
Assume that it is stationary at x, z) = (o, o). The fixed point setting was set to (0,0), and the pitch angle setting was set to -30° so that the airship J returned and maintained the same wind direction. In this example, since the wind is blowing head-on, Y while airship J is sailing.
The coordinates always maintain the fixed position coordinates. For example, Y-0. Further, since the angle is set at -30°, the airship 1 faces the direction of the wind and maintains a fixed position. Figure 5 (hH
As is clear from the X and Y coordinates shown in i), the airship J can be returned to the set position and held at the set angle even if it continues to receive strong winds with a wind speed of 10 m/sec.
このように本発明の装置によシ、風等の影響で飛行船が
流された場合でも、飛行船を定位置に復帰させ保持し続
けることができる。In this way, even if the airship is blown away by the influence of wind, etc., the device of the present invention can return the airship to its normal position and continue to hold it.
以上説明したように本発明の飛行船の定位置保持制御装
置によれば、飛行船が、定位置に、定められた角度で保
持するために必要なFores *Momentコマン
ドを、最小ノ9ワー(エネルギー)でかつスラスタの容
量内で複数個のスラスタに対してスラスタ推力配分を行
うことができ、従って効率良くスラスタを駆動し、飛行
船の運動を迅速且つ正確に制御して定位置に復帰し保持
することができる優れた定位置保持機能を備えている。As explained above, according to the airship fixed position maintenance control device of the present invention, the Fores * Moment command necessary for holding the airship in a fixed position at a predetermined angle can be executed with a minimum of 9 watts (energy). And the thruster thrust can be distributed to multiple thrusters within the capacity of the thruster, so the thruster can be efficiently driven and the movement of the airship can be quickly and precisely controlled to return and hold the airship to a fixed position. It has an excellent position holding function.
第1図は本発明の定位置保持制御装置のシステム構成を
示す図、第2図は本発明の定位置保持制御装置の一実施
例を示すブロック図、第3図ないし第5図は本発明の定
位置保持制御装置を適用して飛行船の運転を制御する場
合を示すもので、第3図は飛行船を示す斜視図、第4図
(、)は定位置および定位置から外れた位置にある飛行
船を示す正面図、第4図(b)は定位置にある飛行船を
示す側面図、第5図は飛行船の運転を制御する方法を示
す線図、第6図は飛行船の機体を示す正面図である。
J・・・飛行船、2.2に〜2C・・・スラスタ、3・
・・スラスタ駆動手段、1ノ・・・検出手段、ノ2・・
・設定手段、ノ3・・・制御演算手段、14・・・スラ
スタ指令最適配分手段。
出願人代理人 弁理士 鈴 江 武 彦計1澗漁唇昏
第2図
第3図Fig. 1 is a diagram showing a system configuration of a fixed position holding control device of the present invention, Fig. 2 is a block diagram showing an embodiment of the fixed position holding control device of the present invention, and Figs. Figure 3 shows a perspective view of the airship, and Figure 4 (,) shows the airship in its home position and at a position away from the home position. Figure 4(b) is a front view showing the airship, Figure 4(b) is a side view showing the airship in a fixed position, Figure 5 is a diagram showing how to control the operation of the airship, and Figure 6 is a front view showing the body of the airship. It is. J...airship, 2.2~2C...thruster, 3.
... Thruster drive means, No. 1... Detection means, No. 2...
- Setting means, No. 3: Control calculation means, 14: Thruster command optimum distribution means. Applicant's agent Patent attorney Takehiko Suzue Total number 1 Figure 2 Figure 3
Claims (1)
飛行船の位置および角度を検出する手段と、前記飛行船
の位置および角度を設定する手段と、検出された前記飛
行船の位置および角度と予じめ設定した前記飛行船の位
置および角度とを比較し、この比較結果に基づいて前記
飛行船を定位置に復帰し保持するために必要な力および
モーメントを演算する手段と、この手段からの信号を受
けて前記複数のスラスタを駆動する複数のスラスタ駆動
手段に対して最適に配分した駆動指令信号を出力する手
段とを具備することを特徴とする飛行船の定位置保持制
御装置。In an airship equipped with a plurality of thrusters for operation, means for detecting the position and angle of the airship, means for setting the position and angle of the airship, and presetting of the detected position and angle of the airship. means for comparing the position and angle of the airship with the position and angle of the airship, and calculating the force and moment necessary to return and hold the airship in its normal position based on the comparison result; 1. A fixed position maintenance control device for an airship, comprising means for outputting drive command signals optimally distributed to a plurality of thruster drive means for driving a plurality of thrusters.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP63144955A JP2634196B2 (en) | 1988-06-13 | 1988-06-13 | Airship fixed position holding control device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP63144955A JP2634196B2 (en) | 1988-06-13 | 1988-06-13 | Airship fixed position holding control device |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH01311997A true JPH01311997A (en) | 1989-12-15 |
JP2634196B2 JP2634196B2 (en) | 1997-07-23 |
Family
ID=15374081
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP63144955A Expired - Fee Related JP2634196B2 (en) | 1988-06-13 | 1988-06-13 | Airship fixed position holding control device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2634196B2 (en) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP1364870A1 (en) | 2002-05-20 | 2003-11-26 | Kawasaki Jukogyo Kabushiki Kaisha | Method and device for allocating thrust to air or water craft |
JP2008026962A (en) * | 2006-07-18 | 2008-02-07 | Mitsui Eng & Shipbuild Co Ltd | Method, system and program for controlling position and direction of structure |
JP6336174B1 (en) * | 2017-04-10 | 2018-06-06 | 三菱電機株式会社 | Ship motion control apparatus and motion control method |
GB2618165A (en) * | 2022-06-28 | 2023-11-01 | Avealto Ltd | A lighter than air vehicle and a communication system comprising the same |
-
1988
- 1988-06-13 JP JP63144955A patent/JP2634196B2/en not_active Expired - Fee Related
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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EP1364870A1 (en) | 2002-05-20 | 2003-11-26 | Kawasaki Jukogyo Kabushiki Kaisha | Method and device for allocating thrust to air or water craft |
US6941195B2 (en) | 2002-05-20 | 2005-09-06 | Kawasaki Jukogyo Kabushiki Kaisha | Method and device for allocating thrust |
JP2008026962A (en) * | 2006-07-18 | 2008-02-07 | Mitsui Eng & Shipbuild Co Ltd | Method, system and program for controlling position and direction of structure |
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JP2018176922A (en) * | 2017-04-10 | 2018-11-15 | 三菱電機株式会社 | Motion control device and motion control method for vessel |
GB2618165A (en) * | 2022-06-28 | 2023-11-01 | Avealto Ltd | A lighter than air vehicle and a communication system comprising the same |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2634196B2 (en) | 1997-07-23 |
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